通用串行总线

发布时间:2012-06-30 阅读量:1188 来源: 我爱方案网 作者:

说道“通用串行总线”或许还有很多人不太了解。今天小编就跟大家具体讲讲“通用串行总线”以及和它相关的一些东西!
 
什么是通用串行总线
 
通用串行总线(Universal Serial Bus, USB)是连接外部设备的一个串口总线标准,在计算机上使用广泛,但也可以用在机顶盒和游戏机上,补充标准
(On-The-Go)使其能够用于在便携设备之间直接交换数据。

Intel公司开发的通用串行总线架构(USB)的目的主要基于以下三方面考虑:

 
 
(一) 易用性:众所周知,PC机的改装是极不灵活的。对用户友好的图形化接口和一些软硬件机制的结合,加上新一代总线结构使得计算机的冲突大量减少,且易于改装。但以终端用户的眼光来看,PC机的输入/输出,如串行/并行端口、键盘、鼠标、操纵杆接口等,均还没有达到即插即用的特性,USB正是在这种情况下问世的。
 
(二)端口扩充:外围设备的添加总是被相当有限的端口数目限制着。缺少一个双向、价廉、与外设连接的中低速的总线,限制了外围设备(诸如电话/电传/调制解调器的适配器、扫描仪、键盘、PDA)的开发。现有的连接只可对极少设备进行优化,对于PC机的新的功能部件的添加需定义一个新的接口来满足上述需要,USB就应运而生。它是快速、双向、同步、动态连接且价格低廉的串行接口,可以满足PC机发展的现在和未来的需要。
 
 
(三) 计算机与电话之间的连接:显然用计算机来进行计算机通信将是下一代计算机基本的应用。机器和人们的数据交互流动需要一个广泛而又便宜的连通网络。然而,由于目前产业间的相互独立发展,尚未建立统一标准,而USB则可以广泛的连接计算机和电话。
 
二.通用串行总线控制器

通用串行总线控制器,AHCI本质是一种PCI类设备,在系统内存总线和串行ATA设备内部逻辑之间扮演一种通用接口的角色(即它在不同的操作系统和硬件中是通用的)。这个类设备描述了一个含控制和状态区域、命令序列入口表的通用系统内存结构;每个命令表入口包含SATA设备编程信息,和一个指向(用于在设备和主机传输数据的)描述表的指针。  AHCI通过包含一个PCIBAR(基址寄存器),来实现原生SATA功能。由于AHCI统一接口的研发成功,使得支持串行ATA产品的开发工作大为简化,操作系统和设备制造商省去了单独开发接口的工作,取而代之的是直接在统一接口上进行操作,可以实现包括NCQ

补充:NCQ是一种新的硬盘技术,简单来说开启它之后从一个程序跳到另一个程序时速度会更快,要实现它首先就要在BIOS里选择AHCI模式,然后在装系统时安装相应的驱动(一般在主板驱动盘里有),安装好系统之后基本上就可以实现了。 

 
 
许多SATA装置控制器可个别启用AHCI功能或与RAID功能合并使用,英特尔就建议如果在其支持AHCI芯片组上使用RAID功能,采取AHCI模式组建RAID可以获得最大弹性,因为AHCI可在完成安装的操作系统中切换RAID组建模式。 

WindowsVista
核心已完全支持AHCILinux从系统核心2.6.19版起支持,其他较旧操作系统则需要相关硬件制造商提供驱动程序才可以支持。
 
另外,作为SATA标准的改进版,Intel完善了SerialATAII接口的详细规格,并表示串行ATAII的研发将属于AHCI统一接口的第二个阶段。而其中第一阶段从06年已经开始,不少厂商也推出SerialATA接口的产品,包括硬盘和主板。但这仅仅是作为过渡,在第二阶段,SerialATAII将会凭借更高的信号传输速度直接取代SATA.
 
三.通用串行总线优劣和运用
 
这几年,随着大量支持USB的个人电脑的普及,USB逐步成为PC机的标准接口已经是大势所趋。在主机(host)端,最新推出的PC机几乎100%支持USB;而在外设(device)端,使用USB接口的设备也与日俱增,例如数码相机、扫描仪、游戏杆、磁带和软驱、图像设备、打印机、键盘、鼠标等等。
优点
USB设备之所以会被大量应用,主要具有以下优点:
1、支持设备众多,支持多种设备类,例如鼠标,键盘,打印机等。  
2、扩展容易,可以连接多个设备,最多可扩127个。
3、可以热插拔,告别并口和串口先关机,将电缆接上,再开机的动作。  
4、系统总线供电,低功率设备无需外接电源,采用低功耗设备,并可提供5V/500mA电源。
5、方便的设备互连,USB OTG支持点对点通信,例如数码相机和打印机直接互连,无需PC。
6、高速数据传输,USB1.112Mb/sUSB2.0高达480Mb/S 
 
缺点
当然,USB设备也有其缺点:
1、传输距离,USB总线的连线长度最大为5m,即便是用HUB来扩展,最远也不超过30米。
2、供电能力,如果外设的供电电流大于500mA时,设备必须外接电源。
 
四.通用串行总线技术指标
 
目前USB支持3种数据信号速率,USB设备应该在其外壳或者有时是自身上正确标明其使用的速率。USB-IF进行设备认证并为通过兼容测试并支付许可费用的设备提供基本速率(低速和全速)和高速的特殊商标许可。
⒈5 Mbit/s (183 KByte/s) 的低速速率,主要用于人机接口设备(Human Interface Devices ,HID)例如键盘、鼠标、游戏杆。
 
480 Mbit/s (57 MByte/s)的高速速率。并非所有的USB 2.0设备都是高速的。高速设备插入全速hub时应该与全速兼容。而高速hub具有所谓Transaction Translator(事务翻译器)功能,能够隔离全速、低速设备与高速之间数据流,但是不会影响供电和串联深度。
 
 
12 Mbit/s (1.4 MByte/s)的全速速率, 在USB 2.0之前是曾经是最高速率,后起的更高速率的高速接口应该兼容全速速率。多个全速设备间可以按照先到先得法则划分带宽;使用多个等时设备时会超过带宽上限也并不罕见。所有的USB Hub支持全速速率。
 
 
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